【摘要】 这项研究应用了TG-IR和TED-GC-MS作为定量分析混合微塑料的工具,包括聚丙烯(PP),聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚氯乙烯(PVC),这是在环境基质中最广泛发现的聚合物。

由于当今巨大的塑料消费量,微塑料颗粒作为最紧迫的环境问题之一正在引起广泛的关注。

 

所有类型的塑料产品,包括化妆品、磨料和药品,如在人类活动中以不适当的方式消费以及使用轮胎和道路磨损颗粒(TRWP),已知是过度生成的塑料件的来源。

 

所产生的微塑性颗粒通过各种渠道进入环境,在空气、土壤、地下水和地表水、海洋以及海洋生物中无处不在。

 

通过食物链,生物体可能暴露于微塑料,通过资源循环被分解成更小的碎片(小于5mm),并且随着人类向食物链上游移动,对人类造成潜在的威胁。

 

因此,识别和管理由环境基质中的微塑性行为引起的污染变得越来越重要。

 

为了调查和控制微塑料的影响,需要一种可靠的分析方法作为监测锡的手段。

 

在过去的几年里,鉴定和定量微塑料的方法学研究一直在进行。

 

对于微塑性定量,使用傅里叶变换红外光谱学(FTIR)和拉曼方法的光谱分析方法以及气相色谱法-质谱联用(GC-MS)和差示扫描量热法(DSC)等热分析方法是代表性的方法。

 

由于每种分析工具在定量混合微塑料方面都有各自的检测限,强度和弱点,因此通过开发各种分析和预处理技术来持续评估混合微塑料的鉴定和定量。

 

特别是,热解是最稳健的定量过程,因为它可以通过分析样品的热特性来分析化合物和由此产生的热解产物的性质。

 

傅立叶变换红外光谱(FTIR)和气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)结合热重分析(TGA)已被认为是分析塑料热解产物的有力工具。

 

这两种方法可以通过不同的方法确定混合微塑料的类型。

 

FTIR利用红外线识别某些功能团或分子运动,通过振动能识别分子,而气相色谱-质谱(GC-MS)则根据质荷比分离降解的化合物,从而识别和量化电离分子。

 

在这个过程中,选择中间体和定量离子的个别聚合物,以确定具体的聚合物。

 

然而,由于聚合物之间的二次反应,这可能阻碍混合聚合物的定量,并且在该过程中没有考虑样品塑料混合物在环境基质中的相互作用。

 

因此,越来越多的企图量化混合微塑料基于现有的研究均聚物。

 

然而,由于聚合物的各种配方和来源,以及鉴定每种聚合物受到热解中的相互作用和混合微塑料的动力学改变的阻碍,除了持久性有机污染物的存在,难以进行精确的定量分析。

 

具体而言,由于热解产物的特异性较低,以及分子中存在氯离子,使得无定形聚合物聚氯乙烯(PVC)难以使用气相色谱-质谱(GC-MS)进行检测,并且它被认为是一种阻碍在热萃取-解吸聚氯乙烯/气相色谱法(TED-GC-MS)和TGA方法中使用其他半晶体聚合物的分解温度进行识别的物质。

 

这项研究应用了TG-IR和TED-GC-MS作为定量分析混合微塑料的工具,包括聚丙烯(PP),聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚氯乙烯(PVC),这是在环境基质中最广泛发现的聚合物。

 

根据各种材料的热解结果,观察了混合微塑料热解过程中聚合物之间的相互作用。

 

通过检查两种PVC分析工具(在以前的研究中已经被广泛评估的聚合物)之间的差异,基于分析过程中的干扰,这项研究将为每种分析技术的有效比较和分析方法的优化提供有用的参考。

 

1.Cho, M.-H.; Song, Y.-J.; Rhu, C.-J.; Go, B.-R. Pyrolysis Process of Mixed Microplastics Using TG-FTIR and TED-GC-MS. Polymers 2023, 15, 241. https://doi.org/10.3390/polym15010241

 

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